¿El agua puede estar más fría que el hielo y seguir siendo un líquido? ¡Eso es superguay!
Enlaces del plan de estudios australiano
- Ciencias >Ciencias Químicas > Año 3 > ACSSU046
- Ciencias > Ciencias Químicas > Año 5 > ACSSU077
Necesitarás
- 20 mL de agua embotellada
- limpia, vaso de plástico seco con una superficie lisa
- tazón de fondo plano
- cubitos de hielo
- 4 cucharadas de sal
- termómetro limpio y seco.
Prueba esto
- Vierte el agua en la taza y pon la taza en el bol.
- Llena el bol con cubitos de hielo. Asegúrese de que no caiga hielo en la taza de agua y que el nivel de los cubos de hielo en el bol sea más alto que el nivel del agua en la taza.
- Espolvoree dos cucharadas de sal uniformemente sobre los cubos de hielo. Evita que la sal entre en la taza.
- Coloca el termómetro en la taza de agua.
- Deja que la taza de agua se enfríe. Durante el resto del experimento, ten cuidado de no golpear el vaso de agua mientras se enfría.
- Después de 10 minutos, añade con cuidado más hielo al vaso según el paso 3.
- Repite el paso 4.
- Deja que el vaso de agua se enfríe durante otros 10 minutos o hasta que la temperatura del agua esté por debajo de 0°C.
- Una vez que el agua esté por debajo de 0°C, retira con cuidado el termómetro.
- Deja caer un trozo de hielo en el vaso de agua y observa lo que sucede con el vaso de agua.
Investigación adicional
Prueba diferentes formas de hacer que el agua se congele, como golpear el vaso o dejar caer diferentes objetos en el agua.
¿Qué ocurre si intentas verter el agua sobreenfriada sobre un cubito de hielo?
Trata de sobreenfriar diferentes tipos de líquidos, como el refresco o el agua de lluvia. ¿Qué líquidos son más fáciles de sobreenfriar?
¿Qué ocurre?
Al enfriar el agua lentamente, el agua permanece líquida por debajo de su punto de congelación. Esto se conoce como «superenfriamiento». Cuando el hielo se deja caer en el agua, el agua se congela de repente y se convierte en hielo. Esto ocurre porque el cubito de hielo permite que el agua sobreenfriada desarrolle nuevos cristales de hielo.
El punto de congelación del agua es 0°C. Esto significa que el agua normalmente pasará de ser un líquido a un sólido cuando se enfríe a 0°C. Sin embargo, si el agua es lo suficientemente pura, y si se enfría con la suficiente lentitud, el agua puede seguir siendo un líquido incluso cuando está más fría que 0°C. El agua sobreenfriada no se convierte en hielo al enfriarse porque es demasiado pura para que se formen cristales de hielo. Los cristales de hielo necesitan algo sobre lo que crecer para formarse. Los cristales de hielo pueden crecer sobre motas de polvo, impurezas en el agua o el propio hielo.
En esta actividad, el agua embotellada es pura; no contiene polvo ni impurezas. Como la superficie del vaso es lisa, no contiene ninguna protuberancia en la que se puedan formar cristales. Por lo tanto, el agua se puede sobreenfriar. Sin embargo, cuando se añade un cubito de hielo, éste permite que crezcan nuevos cristales de hielo y hace que el agua se convierta casi instantáneamente en hielo.
Enlaces del mundo real
Algunas nubes están formadas por gotas de agua sobreenfriada. Por ejemplo, los altocúmulos están formados principalmente por gotas de agua a unos -10°C. Estas gotas de agua sobreenfriada pueden causar problemas a los aviones. Si las gotas de agua chocan con un avión, pueden congelarse repentinamente y crear una capa de hielo en el exterior del avión. El hielo puede afectar a la forma en que el aire se mueve alrededor del exterior del avión y hacer que instrumentos como los indicadores de velocidad sean incorrectos.